贝莱斯芽孢杆菌的内切葡聚糖酶基因的克隆、表达及其酶学性质分析

本实验利用PCR方法扩增1株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)源的内切葡聚糖酶基因(CMCase),插入到p ET32a(+)中构建重组表达大肠杆菌系统,对重组内切葡聚糖酶基因进行生物信息学分析以及酶学性质研究。结果表明:内切葡聚糖酶由499个氨基酸组成,预测分子量为55.02 ku,最大开放阅读框ORF约为1 500 bp。经诱导表达优化后,培养上清中可检测到内切葡聚糖酶酶活力为5.81 IU/mL,菌体中为1.61 IU/mL,诱导后原菌液直接超声破碎处理可达7.41 IU/mL,其酶活力为野生菌株的2.3倍。重组内切葡聚糖酶具有典型内切纤维素酶的特征,其最适酶反应温度和pH分别为50℃和6,在60℃条件下放置1 h相对剩余酶活力可保持在70%以上,在pH 6～10范围内可保持90%以上。Na~+、Mg~(2+)可以促进重组内切葡聚糖酶酶活力,而Co~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(2+)等金属离子以及表面活性剂SDS则具有较强的抑制作用。由此可见,本实验在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达了内切葡聚糖酶,且该酶主要进行分泌表达,具有一定的耐热性和良好的pH稳定性。     

产纤维素酶芽孢杆菌的诱变和酶学性质研究

为提高芽孢杆菌产纤维素酶的活性,以实验室保存的产纤维素酶枯草芽孢杆菌作为出发菌株,利用紫外线对其进行诱变处理,采用刚果红染色法初筛和3,5-二硝基水杨酸法进行复筛,并对其酶学性质进行初步研究.结果表明:诱变后突变株的纤维素酶活力较出发菌株提高4.476倍.该纤维素酶的最适pH为6.0,且在pH 5.0～7.0酶活力较稳定;该酶的最适酶促反应温度为60 ℃,在无底物保护且水浴30 min的条件下,酶活力在30～65 ℃保持稳定;此外,金属离子K+和Ba2+对酶活力有激活作用,相对酶活分别为108.11％和105.43％,而金属离子Ca2+和Cu2+对酶活性有抑制作用,二者的相对酶活分别为93.80％和89.08 ％.     

枯草芽孢杆菌酸性内切葡聚糖酶的分离纯化及酶学性质

将来源于藏猪粪便的枯草芽孢杆菌BY-4菌株接种于含4%麸皮的产酶培养基中,37℃、220r/min培养48h,发酵上清液经HiTrap Phenyl HP疏水作用层析、HiPrep 16/60Sephacryl S-100凝胶过滤层析分离纯化得到一个内切葡聚糖酶组分,纯化倍数为15.5,回收率为25.0%。经SDS-PAGE、酶谱分析鉴定,两步分离纯化后为电泳纯的纤维素酶,相对分子量约为55 000。酶学性质研究表明,该酶的最适反应pH为4.5,最适反应温度为60℃。Mg2+、Zn2+对该酶有一定的激活作用,而Mn2+、Co2+、Ag+对该酶产生了抑制作用。     

枯草芽孢杆菌XY1905木聚糖酶酶学性质的初步研究

对从土壤中筛选到的一株枯草芽孢杆菌XY1905木聚糖酶的酶学性质进行了初步研究,结果表明:木聚糖酶测定的最佳条件是pH为6,反应时间10min,反应温度60℃;热稳定性很强,在80℃下保温1h,剩余酶活96.44%;对金属离子不敏感。     

椰果内生枯草芽孢杆菌YZ-21甘露聚糖酶基因的克隆、表达及酶学性质研究

为了提高β-甘露聚糖酶的活性及稳定性,通过基因克隆技术克隆并表达了一株分离自椰果的内生枯草芽孢杆菌YZ-21(Bacillus subtilis YZ-21)β-甘露聚糖酶基因ManA,并使用3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定了酶活性及稳定性。结果表明：β-甘露聚糖酶基因ManA序列全长1 104 bp,与相同来源的β-甘露聚糖酶同源性高达97.56%,具有ManA保守结构域,符合糖苷水解酶家族GH26的典型特征。将ManA连接到pET-32a表达载体上,构建重组表达质粒pET-ManA,并导入大肠杆菌BL21(DE),经诱导获得了β-甘露聚糖酶基因ManA的高效表达。表达产物经过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)凝胶电泳分析,显示条带大小约为56.07 ku。重组酶活性为372.86 U/mL,酶学性质研究发现其最适反应温度为40℃,最适pH为7.0,最佳反应底物是瓜豆胶,酶活性能够达到392.54 U/mL。在55℃处理120 min后,酶活仍保留69.8%,pH为4.0～9.0时处理30 min后酶活性均能保留60%以上,且金属离子Ca²⁺、Co     

芽孢杆菌中性植酸酶基因的原核表达及酶学性质分析

植酸酶作为饲料添加剂能够有效提高动物对饲料中磷的利用率及减少粪便中磷排放对环境的污染,并降低植酸的抗营养作用。为了获得性能稳定的高活性植酸酶,采用PCR扩增芽孢杆菌(Bacillus sp.)中性植酸酶基因phyC(GenBank登录号:FJ986327)的成熟肽编码序列,将其克隆进原核表达载体pET-28a(+),并转化E.coli BL21(DE3)进行表达。在37℃条件下以0.5 mmol/L IPTG诱导4 h能够获得大量包涵体蛋白,在25℃条件下以0.5 mmol/L IPTG诱导6 h有利于可溶性蛋白的获得。利用Ni-NTA亲和层析柱纯化重组植酸酶产物,获得的中性植酸酶的部分酶学特性为:耐热性较好,最适反应温度55℃,在70℃处理10 min可保持20%以上的酶活性;耐酸、碱能力较强,最适pH 6.0～7.0,pH 5.5～9.0时能保持80%以上的酶活性,pH 5.0～10.0时处理60 min仍能保持70%以上的酶活性,在pH 2.0～4.0时能保持40%以上的酶活性。利用构建的切除芽孢杆菌中性植酸酶基因phyC信号肽编码序列的原核表达载体及优化的诱导表达条件,能够在大肠杆菌中高量表达性能稳定的芽孢杆菌中性植酸酶。     

蜡样芽孢杆菌W-3木聚糖酶xynA基因原核表达及其酶学性质研究

【目的】克隆蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)W-3菌株的木聚糖酶基因xynA并进行生物信息学分析,探究其异源表达及酶学特性。【方法】采用同源扩增法克隆xynA基因,构建原核表达载体pCola-xynA,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞进行异源表达,通过镍柱亲和层析分离纯化并通过SDS-PAGE鉴定重组蛋白,利用在线软件对xynA蛋白进行生物信息学分析。以榉木木聚糖为底物探究xynA在不同温度、不同pH条件下的酶学性质。【结果】xynA基因全长642 bp,含1个完整的开放阅读框,编码213个氨基酸。序列比对结果显示,xynA和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)亚种FZB42木聚糖酶(AJD80562.1)相似性为96%,和类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)NBRC15307木聚糖酶(AAZ17386.1)及高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)同家族木聚糖酶(WP-007407578.1)相似性为94%。xynA蛋白N-端含1个信号肽,理论等电点为9.42,分子质量为23.3 ku,蛋白结...     

产果胶酶枯草芽孢杆菌的鉴定、发酵条件优化及产物酶学性质的研究

以果胶为唯一碳源筛选到1株产果胶酶的菌株JLSP-13,通过菌落形态观察、生理生化指标试验和16SrDNA保守序列分析,鉴定JLSP-13为枯草芽孢杆菌,命名为Bacillus subtilis JLSP-13。采用响应面法(RSM)优化其产酶条件,并系统研究产物酶学性质。结果表明:B.subtilis JLSP-13的最佳发酵时间为25.02 h,添加可溶性淀粉和果胶的最佳浓度分为0.61%和0.042%,B.subtilis JLSP-13果胶酶(BpgA)活性最大预测值达38.8 U/mL,验证值为37.6 U/mL,是基础培养基的2.6倍。BpgA的最适温度为60℃,Tm为82.9℃,其热稳定性较好;最适pH为6.0,在pH 6.0～8.0范围内较稳定;Km和Vmax分别为5.128 mg/mL、12.92 mg(/mL.min),BpgA能快速降低果胶底物的黏度。     

枯草芽孢杆菌pgsA基因的克隆及序列分析

根据GenBank中已发表的枯草芽孢杆菌pgsA的基因序列,设计合成了一对能扩增1 225 bp基因片段的引物。以枯草芽孢杆菌染色体DNA为模板,经PCR扩增得到目的片断,然后将其克隆到pMD18-T载体上,经蓝白斑筛选和酶切鉴定选择阳性克隆进行序列测定。经DNA Star软件将其与Gen-Bank上的pgsA序列进行同源性比较,结果表明,核苷酸同源性均在90%以上,氨基酸同源性为94%以上。核苷酸序列系统进化树分析,发现该试验株与浙江株亲缘关系最近。经ProtScale软件分析表明,该基因所编码蛋白在靠近其N端存在一个跨膜区,为跨膜表达体系的建立和新型口服基因工程疫苗的研制奠定了一定的基础。     

纤维素酶基因克隆与表达

纤维素酶应用广泛,但因受到酶活低、成本高等诸多因素的制约,纤维素酶的工业化生产和应用受到限制.应用基因工程技术来获得高活性、高产量的纤维素酶资源越来越受到人们的重视.本文对纤维素酶分子结构、基因的克隆、原核与真核表达进展进行了综述,并提出构建纤维素酶酵母表达系统、木霉表达系统以及多个纤维素酶基因共表达系统是未来纤维素酶基因工程的发展趋势.     

枯草杆菌多重耐药基因bmr的克隆及原核表达

根据BenBank上已公布的多重耐药基因bmr的编码序列设计1对引物．以枯草杆菌基因组为模板，扩增出1170bp的DNA片段，将所得片段与pMD18T载体连接，转化到DH5α大肠杆菌中，成功地筛选到阳性克隆，其扩增片段测序结果与文献报道序列同源性达98．81％。将该片段定向克隆到pET-28a（＋）表达质粒中。提取质粒转化到BL21（DE3）中，经1mmol／l。IPTG诱导阳性菌．通过SDS-PAGE检测出bmr基因的表达产物。     

高产淀粉酶枯草芽胞杆菌的诱变选育和酶学性质研究

为了提高产淀粉酶枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis N21的酶活,试验采用紫外线对该菌株进行诱变,并对该淀粉酶的部分酶学性质进行了研究。结果表明,淀粉酶酶活由出发株的32.96 U/mL增加到86.24 U/mL,比原菌株酶活提高了161.65%。该酶的最适反应温度为35℃,最适pH值为7.0,在30~40℃,pH值为5.0~8.0条件下较稳定。Ca2+和Mn2+对酶有激活作用,Cu2+、Zn2+对酶有抑制作用,而Mg2+、Fe2+对其影响较小。说明筛选出1株产酶活性较强的突变菌株。     

饲用枯草芽孢杆菌表达系统研究进展

枯草芽孢杆菌是一种广泛应用于畜牧业生产的革兰氏阳性菌。随着现代生物技术的发展,利用重组枯草芽孢杆菌生产饲用酶、饲用活性代谢产物以及作为肠道益生茵成为热点研究领域。枯草芽孢杆菌表达系统是重组枯草芽孢杆菌的核心,论文对枯草芽孢杆菌表达系统的研究进展与存在问题进行了简要综述。     

猪肠道中产蛋白酶解淀粉芽孢杆菌的筛选、鉴定及其酶学性质的初步研究

试验从健康猪肠道中筛选得到一株高产蛋白酶的芽孢杆菌MY-6菌株,通过形态学观察、生理生化试验和糖醇发酵试验、16S rDNA序列扩增与比对、Biolog鉴定等方法鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。并研究了蛋白酶活力与细菌生活周期的动态关系,pH、温度、金属离子和蛋白酶抑制剂对蛋白酶活力的影响及蛋白酶对不同底物的水解性能。结果显示,MY-6菌株蛋白酶的合成与其芽孢形成同步,均开始于对数生长期的前期,该菌株所产蛋白酶的最适作用条件为：40℃、pH 7.0,Ca²⁺和Mn²⁺对蛋白酶活力有明显的促进作用,PMSF能够完全抑制该蛋白酶的活力,说明该蛋白酶属丝氨酸蛋白酶,蛋白酶对鱼粉蛋白、大豆蛋白、玉米蛋白、酪蛋白的酶解物TCA可溶性肽含量分别为0.83、0.67、0.58和0.38 μmol/g。结果提示,解淀粉芽孢杆菌MY-6菌株可作为改善蛋白质消化的益生性芽孢杆菌的初步选择。     

Screening and Identification of Protease-producing Bacillus amyloliquefaciens from Pig's Intestines and the Preliminary Study of Its Enzymatic Properties

A Bacillus strains,MY-6 strain which secreted high amount of protease was isolated from healthy pig's intestines,and it was identified as Bacillus amyloliquefaciens by the methods of morphological observation, biochemical tests,16S rDNA sequence amplification and comparison, biolog identification. In order to get an initial understanding of the enzymatic properties of its protease, the dynamic relationship between protease activity and bacterial life cycle, effects of pH,temperature,metal ions and inhibitors on protease activity,and the protease hydrolysis of different substrates were investigated. The results showed that,the protease synthesis of MY-6 strain was synchronized with its spore formation which began in the early stage of the exponential growth phase. The optimum conditions for the protease was 40℃ and pH 7.0,Ca²⁺ and Mn²⁺ had a intensive effects on the protease activity, PMSF could completely inhibit the activity of protease, indicating that the protease was a serine protease.The content of TCA soluble peptides for protein hydrolyzate fish protein, soybean protein, corn protein and casein was 0.83,0.67,0.58 and 0.38 μmol/g,respectively. In conclusion,Bacillus amyloliquefaciens MY-6 strain could be used as an initial selection of probiotic Bacillus to improve protein digestion.     

枯草芽胞杆菌DarA蛋白的鉴定及其原核表达

目前,我国全面禁止饲料中添加抗生素,寻找新型的抗生素替代物是当前研究的热点之一.本研究旨在分离枯草芽胞杆菌SXAU18所产具有抗菌活性的蛋白物质,并通过原核表达系统获得其具有抗菌活性的重组蛋白.试验选用硫酸铵沉淀、氯仿抽提、分子截留等蛋白提取技术,对枯草芽胞杆菌SXAU18产生的抗菌蛋白进行分离纯化;通过SDS-PAG...     

金黄色葡萄球菌肠毒素A在枯草芽孢杆菌中的表达及其活性分析

利用优化后的SEA基因片段与带有枯草芽孢杆菌启动子的表达载体pBC38c,成功构建了含有SEA基因的重组表达质粒pBC38c-SEA。通过电转化的方法,将重组质粒pBC38c-SEA转入枯草芽孢杆菌1A751中。对目的蛋白进行表达,采用硫酸铵沉淀法浓缩上清中的蛋白,超声波裂解法裂解菌体沉淀,SDS-PAGE凝胶电泳法检测蛋白表达情况,Western-blot对表达的目的蛋白进行活性分析,并对表达条件与硫酸铵浓度进行优化。结果表明,成功构建了枯草芽孢杆菌表达质粒pBC38c-SEA,并在枯草芽孢杆菌中获得了表达,目的蛋白存在于培养基上清中,且具有抗原性。随着培养时间的延长,目的蛋白表达产量增多,在35h时达到最多,同时硫酸铵终浓度为50%,目的蛋白得到最好沉淀。本试验结果表明,SEA基因得以分泌表达,为进一步研究其生物活性并作为佐剂在临床中应用奠定了基础。     

炭疽芽孢杆菌PA-LF1融合蛋白的原核表达及其反应原性研究

【目的】构建炭疽芽孢杆菌弱毒株C40-202PA-LF1融合基因表达载体并对其进行原核表达和反应原性检测,为炭疽亚单位疫苗制备、炭疽诊断和疫苗免疫效果检测提供依据。【方法】根据GenBank中登录的炭疽芽孢杆菌PA和LF基因序列设计2对引物,利用PCR方法从炭疽芽孢杆菌弱毒株C40-202中分别扩增出PA和LF1基因片段,经XhoⅠ限制性内切酶消化后,通过黏性末端进行连接,获得PA-LF1融合基因片段,利用SWISS-MODEL分析软件分别对PA、LF1和PA-LF1融合蛋白进行三级结构预测;将融合基因片段克隆至pET32a(＋)质粒中,构建重组质粒pET32a-PA-LF1,并将重组质粒pET32a-PA-LF1转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞进行诱导表达,SDS-PAGE分析重组蛋白表达,Western blotting鉴定融合蛋白并分析其反应原性。【结果】从炭疽芽孢杆菌弱毒C40-202株成功扩增出PA、LF1和PA-LF1融合基因;成功构建了炭疽芽孢杆菌PA-LF1融合基因表达质粒pET32a-PA-LF1,融合蛋白三级结构预测可折叠为正确的空间构象;构建的重组质粒经诱导表达、纯化和SDS-PAGE,获得分子质量为96 ku的融合蛋白,以包涵体形式表达;经Western blotting验证,纯化后的重组蛋白与经Ⅱ号炭疽芽孢苗免疫后的绵羊血清发生特异性结合,表明其具有良好的反应原性。【结论】PA-LF1融合蛋白具有良好的反应原性,可为炭疽诊断和疫苗免疫效果检测提供理论依据,同时也可作为一种炭疽亚单位疫苗的候选组分。